液压传动的基础知识

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1、第一章液压传动的基础知识液压油的基本性质静止液体的力学规律流动液体的力学规律管路系统流动分析液压系统的气穴与液压冲击现象1.1液压油的基本性质液压油的分类液压油的主要物理性质液压油的选择1.1.1液压油的分类：1、液压油的作用:传动、润滑、冷却和防锈2、分类：石油基液压油合成液压油——磷酸酯液压油难燃液压油水——乙二醇液压油含水液压油油包税乳化液乳化液水包油乳化油1.1.2液压油的主要物理性质一、密度ρ：单位体积液体的质量式中m：液体的质量(kg)；V：液体的体积（m3）；ρ=900kg/m3可压缩性：液体受压力作用而发生体积变化的性质。可用体积压缩系数κ或体积弹性

2、模量K表示体积压缩系数κ：单位压力变化所引起的体积相对变化量，（m2/N）式中V：液体加压前的体积（m3）；△V：加压后液体体积变化量（m3）；△p：液体压力变化量（N/m2）；体积弹性模量K（N/m2）：液体体积压缩系数κ的倒数计算时常取K=7×108N/m2二、可压缩性：三、粘度液体的粘性：液体在流动时产生内摩擦力的特性静止液体则不显示粘性液体的粘度：液体粘性的大小可用粘度来衡量。粘度是液体的根本特性，也是选择液压油的最重要指标常用的粘度有三种不同单位：即动力粘度、运动粘度和相对粘度动力粘度（绝对粘度）μ牛顿内摩擦定律式中μ:称为动力粘度系数（Pa·s）τ:单位

3、面积上的摩擦力（即剪切应力）:速度梯度，即液层间速度对液层距离的变化率物理意义：当速度梯度为1时接触液层间单位面积上的内摩擦力法定计量单位：帕·秒（Pa·s）图1-4液体粘性示意图运动粘度ν定义：动力粘度μ与密度ρ之比法定计量单位：m2/s由于ν的单位中只有运动学要素，故称为运动粘度。液压油的粘度等级就是以其40ºC时运动粘度的某一平均值来表示，如L-HM32液压油的粘度等级为32，则40ºC时其运动粘度的平均值为32mm2/s粘温特性定义：粘度随温度变化的特性图1-5几种国产油液粘温图1.1.3液压油的选择液压油的要求液压油的选择：1、优先考虑粘性ν=11.5~4

4、1.3即20、30、40号液压油2.按工作压力p高，选ν大；p低，选ν小3.按环境温度T高，选ν大；T低，选ν小4.按运动速度v高，选ν小；v低，选ν大5.其他环境（污染、抗燃）经济（价格、使用寿命）特殊要求（精密机床、野外工作的工程机械）1.2静止液体的力学规律液体的静压力静压力基本方程静压力基本方程的物理意义压力的计量单位压力的传递液体静压力对固体壁面的作用力1.2.1液体的静压力静压力:是指液体处于静止状态时,其单位面积上所受的法向作用力若包含液体某点的微小面积ΔA上所作用的法向力为ΔF，则该点的静压力p定义为：若法向力F均匀地作用在面积A上，则压力可表示为:

5、静压力的特性:液体的静压力的方向总是沿着作用面的内法线方向静止液体中任何一点所受到各个方向的压力都相等1.2.2液体静压力的基本方程液体静压力基本方程:反映了在重力作用下静止液体中的压力分布规律p=po+ρghp是静止液体中深度为h处的任意点上的压力,p0为液面上的压力，若液面为与大气接触的表面，则p0等于大气压p。同一容器同一液体中的静压力随着深度h的增加线性地增加同一液体中深度h相同的各点压力都相等.在重力作用下静止液体中的等压面是深度（与液面的距离）相同的水平面图2—1重心作用下的静止液体2.2.3静压力基本方程物理意义p=p0+ρg(z0-z)+z=+z0=

6、CZ:单位重量液体的位能,称位置水头:单位重量液体的压力能,称压力水头物理意义:静止液体具有两种能量形式，即压力能与位能。这两种能量形式可以相互转换，但其总和对液体中的每一点都保持不变为恒值，因此静压力基本方程从本质上反映了静止液体中的能量守恒关系.1.2.4压力的计量单位法定单位:牛顿/米2(N/m2)即帕（Pa）1MPa=106Pa单位换算:1工程大气压（at）=1公斤力/厘米2（kgf/m2）≈105帕=0.1MPa1米水柱（mH20）=9.8×103Pa1毫米汞柱（mmHg）=1.33×102Pa相对压力（表压力）:以大气压力为基准，测量所得的压力是高于大气

7、压的部分绝对压力:以绝对零压为基准测得的压力绝对压力=相对压力+大气压力真空度:如果液体中某点的绝对压力小于大气压力，则称该点出现真空。此时相对压力为负值，常将这一负相对压力的绝对值称为该点的真空度真空度=

8、负的相对压力

9、=

10、绝对压力-大气压力

11、图2—2绝对压力、相对压力和真空度1.2.5压力的传递帕斯卡原理:若在处于密封容器中静止液体的部分边界面上施加外力使其压力发生变化，只要液体仍保持其原来的静止状态不变，则液体中任一点的压力均将发生同样大小的变化液压传动是依据帕斯卡原理实现力的传递、放大和方向变换的液压系统的压力完全决定于外负载图2-4帕斯卡原理应用1.2